מחקרים מראים שטיסה בחלל גורמת לשינויים משמעותיים בכליות, מה שמגדיל את הסיכונים למשימות ארוכות טווח כמו טיולים במאדים. קרדיט: twoday.co.il.com
מחקר חדש מדגיש כיצד טיסה בחלל משנה את תפקוד הכליות, ומראה שינויים מבניים ונזק קבוע פוטנציאלי עקב מיקרו-כבידה וקרינה קוסמית. זה מהווה סיכונים למסעות חלל ארוכי טווח, כגון משימות ל מַאְדִים.
המבנה והתפקוד של הכליות משתנים על ידי טיסה לחלל, כאשר קרינה גלקטית גורמת לנזק קבוע שיסכן כל משימה למאדים. כך עולה ממחקר חדש שהובילו חוקרים מ-UCL.
המחקר, שפורסם היום (11 ביוני) ב תקשורת טבע, הוא הניתוח הגדול ביותר של בריאות הכליות בטיסות לחלל עד כה וכולל את מערך הבריאות הראשון לאסטרונאוטים מסחריים. הוא מתפרסם במסגרת א טֶבַע אוסף מיוחד של מאמרים על חלל ובריאות.
השפעות בריאות ארוכות טווח של מסע בחלל
חוקרים ידעו כי טיסה בחלל גורמת לבעיות בריאותיות מסוימות מאז שנות ה-70, בשנים לאחר שבני האדם נסעו לראשונה מעבר לשדה המגנטי של כדור הארץ, המפורסם ביותר במהלך הנחיתה הראשונה על הירח בשנת 1969. בעיות אלו כוללות אובדן מסת עצם, היחלשות הלב וראייה , והתפתחות אבנים בכליות.
נהוג לחשוב שרבות מהבעיות הללו נובעות מחשיפה לקרינת החלל, כמו רוחות שמש מהשמש וקרינה קוסמית גלקטית (GCR) מהחלל העמוק, שהשדה המגנטי של כדור הארץ מגן עלינו מפני כדור הארץ1. מכיוון שרוב טיסות החלל המאוישות מתרחשות במסלול נמוך של כדור הארץ (LEO) ומקבלות הגנה חלקית מהשדה המגנטי של כדור הארץ, רק 24 האנשים שנסעו לירח נחשפו ל-GCR ללא פגע ורק לזמן קצר (6-12 ימים) ).
ההשפעה על תפקוד הכליות
איש לא חקר אילו שינויים עשויים להתרחש בכליות ובאיברים אחרים כתוצאה מתנאים שייחוו במהלך מסע בחלל מעבר לשדה המגנטי של כדור הארץ על פני תקופות ארוכות יותר.
במחקר זה שמימן Wellcome, St Peters Trust and Kidney Research UK (KRUK), צוות חוקרים בהובלת UCL מלמעלה מ-40 מוסדות על פני חמש יבשות ערך מגוון של ניסויים וניתוחים כדי לחקור כיצד הכליות מגיבות לטיסה בחלל.
מתודולוגיה וממצאי המחקר
זה כלל הערכות ביו-מולקולריות, פיזיולוגיות ואנטומיות באמצעות נתונים ודגימות מ-20 קבוצות מחקר. זה כלל דגימות מלמעלה מ-40 משימות חלל במסלול נמוך של כדור הארץ שכללו בני אדם ועכברים, רובן היו ל- תחנת חלל בינלאומיתכמו גם 11 הדמיות חלל הכוללות עכברים וחולדות.
שבע מהסימולציות אלו כללו עכברים שנחשפו למינוני GCR מדומים המקבילים למשימות מאדים של 1.5 שנים ו-2.5 שנים, שחיקו טיסה בחלל מעבר לשדה המגנטי של כדור הארץ.
השלכות על משימות חלל ארוכות טווח
התוצאות הצביעו על כך שהכליות של בני האדם והן של בעלי החיים "משופצו מחדש" על ידי התנאים בחלל, כאשר צינוריות כליה ספציפיות האחראיות לכוונון עדין של מאזן סידן ומלח מראות סימני הצטמקות לאחר פחות מחודש בחלל. חוקרים אומרים שהסיבה הסבירה לכך היא מיקרו-כבידה ולא GCR, אם כי נדרש מחקר נוסף כדי לקבוע אם האינטראקציה של מיקרו-כבידה ו-GCR יכולה להאיץ או להחמיר את השינויים המבניים הללו.
בעבר הניחו שהסיבה העיקרית לכך שאבנים בכליות מתפתחות במהלך משימות בחלל נובעת אך ורק מאובדן עצם כתוצאה ממיקרו-כבידה שמוביל להצטברות של סידן בשתן. במקום זאת, הממצאים של צוות UCL הצביעו על כך שהאופן שבו הכליות מעבדות מלחים משתנה מהותית על ידי טיסה לחלל וככל הנראה תורם ראשוני להיווצרות אבנים בכליות.
חידת משימת מאדים
אולי הממצא המדאיג ביותר, לפחות עבור כל אסטרונאוט השוקל טיול הלוך ושוב למאדים של שלוש שנים, הוא שהכליות של עכברים שנחשפו לקרינה המדמה GCR במשך 2.5 שנים חוו נזק קבוע ואובדן תפקוד.
ד"ר קית' סיאו, המחבר הראשון של המחקר ממרכז הצינורות הלונדוני, המבוסס במחלקה לרפואת כליות של UCL, אמר: "אנחנו יודעים מה קרה לאסטרונאוטים במשימות החלל הקצרות יחסית שנערכו עד כה, במונחים של עלייה בבעיות בריאות כגון אבנים בכליות. מה שאנחנו לא יודעים הוא מדוע הבעיות הללו מתרחשות, וגם לא מה עומד לקרות לאסטרונאוטים בטיסות ארוכות יותר כמו המשימה המוצעת למאדים.
"אם לא נפתח דרכים חדשות להגנה על הכליות, הייתי אומר שבעוד שאסטרונאוט יכול להגיע למאדים, הוא עשוי להזדקק לדיאליזה בדרך חזרה. אנו יודעים שהכליות מאחרות להראות סימנים של נזקי קרינה; עד שזה יתברר כנראה מאוחר מדי למנוע כישלון, וזה יהיה קטסטרופלי עבור סיכויי ההצלחה של המשימה".
מסקנות וכיוונים עתידיים
המחברים אומרים שלמרות שהתוצאות מזהות מכשולים רציניים למשימת מאדים, יש צורך לזהות בעיות לפני שניתן לפתח פתרונות.
פרופסור סטיבן ב. וולש, מחבר בכיר של המחקר ממרכז הצינורות בלונדון, המחלקה לרפואת כליות של UCL, אמר: "המחקר שלנו מדגיש את העובדה שאם אתה מתכנן משימת חלל, הכליות באמת חשובות. אתה לא יכול להגן עליהם מפני קרינה גלקטית באמצעות מיגון, אבל ככל שאנו לומדים יותר על ביולוגיה של הכליות, ייתכן שניתן יהיה לפתח אמצעים טכנולוגיים או פרמצבטיים כדי להקל על מסע ממושך בחלל.
"כל תרופה שפותחה עבור אסטרונאוטים עשויה להיות מועילה גם כאן על כדור הארץ, למשל בכך שהיא מאפשרת לכליות של חולי סרטן לסבול מינונים גבוהים יותר של הקרנות, כשהכליות הן אחד הגורמים המגבילים בהקשר זה."
למרות שהמחקר מתאר רק את מה שקורה לכליות עד שנתיים וחצי, זהו הנתונים המקיפים ביותר הקיימים לעת עתה.
הערות
- שנה בתחנת החלל הבינלאומית (ISS), למשל, חושפת את האסטרונאוטים למינון קרינה הגבוה ב-50% ממגבלת המינון של חמש שנים לעובדי אנרגיה גרעינית. משימת החלל הפרטית Inspiration 4, שטסה מעל ה-ISS ב-200 ק"מ, חשפה את הצוות שלה לקרינה רבה כמו תקופה של תשעה חודשים ב-ISS תוך שלושה ימים בלבד. שנה על פני השטח של מאדים תחשוף אותך לקרינה כמו עד ראייה לפצצת האטום הירושימה, ומשלחת חזרה של שלוש שנים למאדים מוערכת בכפי שישה (או ~10,900 קרני רנטגן).
